INTRODUCERE

A. Chiru, H.-R. Anca, C. Cofaru

P. Kuchar, A. oica, N. Ispas

Materiale Compozite

Vol. I

PLASTOMERI, ELASTOMERI i ADEZIVI

Editura Universitii TRANSILVANIA

Copyright 1999, Editura Universitii TRANSILVANIA din Braov

Toate drepturile asupra acestei ediii sunt rezervate

Adresa:

Editura Universitii TRANSILVANIA

B-dul Eroilor nr. 9

Braov, Romnia

Cod RO-2200

Tel +4-068-150780

Fax +4-068-144378

Director editur:prof.dr.ing. Aurel NEGRUIU

Consilier editorial:prof.dr.ing. Gheorghe BRTUCU

Recenzent tiinific:prof.dr.ing. Gheorghe Alexandru RADU

Tehnoredactare: s.l.ing. Horea-Rzvan ANCA

Corectur: Autorii

Lucrare finanat prin proiectul Tempus S_JEP 11563-96

CONEET CONtinuing Education in Engineering and Technology

ISBN 973-98512-4-X

INTRODUCERE

Ponderea polimerilor sintetici, elastomerilor, textilelor i vopselelor plastice reprezint circa 26% din masa unui automobil modern. Ea se extinde datorit caracteristicilor eseniale pe care acestea le prezint: rezistene bune la oboseal, ocuri i zgrieturi superficiale, coroziune, fisurare la aciunea unor fore exterioare, hidrocarburilor i a curentului electric; stabilitate dimensional la temperatur; rigiditate bun a structurilor i densitate redus; duritate acceptabil; insensibilitate la aciunea radiaiilor; suplee; transparen; aspect agreabil; aptitudine la colorare; durat de via foarte mare; permeabilitate redus la gaze.

Cauciucul este un material mitic. El fascineaz prin calitile sale excepionale. Din toate materialele actuale el este singurul apt de a fi mulat n orice form, pe care imaginaia o poate crea. De asemenea el posed, dup vulcanizare, o proprietate unic elasticitatea foarte mare. Aceasta i permite oricrui produs, foarte precis dimensional, s fie deformat n toate direciile i s revin, imediat dup ce a ncetat aciunea, la configuraia iniial.

Apreciem c apariia unei lucrri, care trateaz tehnologiile de obinere a materialelor sintetice i procedeele de fabricare a pieselor din acestea reprezint o oportunitate n literatura tehnic de specialitate.

Primul material plastic apare n anul 1870, odat cu lansarea pe pia, dup apte ani de studii i cercetri, a produselor di nitrat de celuloz fabricate de fraii HYATT.

Dup 45 de ani, BACKERLAND obine un material de sintez, pe care l denumete cu propriul nume (bachelita). Cu acest produs debuteaz o nou er tehnologic n care plasticele noi apar ntr-un ritm rapid.

Termenul cauciuc este, n general, asociat cu cel natural, stabilindu-se astfel originea precursorului elastomerilor sintetici.

Cauciucul natural a fost descoperit n anul 1745, n bazinul Amazonului, de francezii La Condamine i Fresneau, i a devenit material industrial dup 1914. Dezvoltrile eseniale ale industriei cauciucului, n domeniul pneumaticii, aparin lui J. B. DUNLOP (1888) i lui E. MICHELIN (1892).

Analiza evoluiei istorice, a materialelor sintetice, arat c:

nainte de 1940, firmele germane sunt cele mai eficiente n descoperirea i producerea de polimeri i elastomeri noi (polivinil, polistiren, policlorur de vinil, polimetacrilat, cauciuc butadien-stiren-acrilonitril, etc.);

pe durata celui de-al doilea rzboi mondial, productorii americani sunt foarte dinamici n cercetarea i fabricarea unor materiale plastice cu caracteristici foarte interesante (poliamidele, siliconii, polifluorurile, poliesterii, cauciucul izobutan-izopren, etc.);

dup 1946 se relanseaz competiia ntre productorii europeni i americani, care conduce la realizarea unor materii de mare difuzie (polistirenul expandat, poliuretanul, polietilena de nalt densitate, polipropilena, elastomerul etilen-propilen, etc.)

Materialele plastice, rigide sau suple, transparente sau opace, cu forme simple sau complexe le nlocuiesc pe cele tradiionale, utilizate la fabricarea unor repere importante ale automobilului (elemente ale caroseriilor, panoului de bord, habitaclului, motorului i sistemelor auxiliare) i devin, deja, indispensabile pentru multe din echipamentele i instalaiile automobilelor moderne (sistemele electrice i electronice, izolatorii electrici li acustici, sistemele de rulare, etanare i protecie anticoroziv, etc.).

Aceiai tendin se manifest i n domeniul elastomerilor. Astfel, datorit proprietilor excepionale ale cauciucurilor de sintez (policloroprenul, polibutadiena, etc.), ponderea acestora n consumul total de elastomeri este important (33,3% SBR; 11,0% BR; 2,6% IR; 4,3% EPM i EPDM; 3,0% CR; 5,1% IIR; 2,1% NBR; 1,6% ali elastomeri de sintez; 3,5% cauciuc natural). Domeniul prioritar de aplicaii al elastomerilor este cel al elementelor individuale supuse solicitrilor dinamice (pneurile, suporii motorului, articulaiile elastice, suspensiile automobilelor, etc.). Ei sunt utilizai ns i pentru fabricarea componentelor flexibile ale circuitelor hidraulice, garniturilor de etanare i curelelor de transmisie.

Ingineria plasticelor, elastomerilor i adezivilor este o art dificil. De aceea, fabricarea pieselor din polimeri i elastomeri solicit cunoaterea unor aspecte practice majore, iar fenomenele care apar n procesele de mulare, impun stpnirea legitilor ce guverneaz deplasarea unui fluid polimer, sub aciunea unei fore, precum i capacitatea acestuia de a se adapta foarte rapid la forme precise.

Pornind de la aceste constatri , lucrarea furnizeaz, pentru studenii care se iniiaz n domeniul materialelor noi i al procedeelor de execuie a pieselor de automobile din acestea, dar i pentru specialitii ce lucreaz n compartimentele de cercetare, dezvoltare, fabricaie i montaj ale firmelor productoare de automobile, echipamente i componente; informaii, noiuni i cunotine referitoare la:

natura i proprietile polimerilor, elastomerilor i adezivilor sintetici;

caracteristicile i proprietile materialelor sintetice;

tehnologiile de fabricare a pieselor din materiale plastice i elastomeri;

tehnicile de execuie a asamblrilor cu adezivi;

aplicaiile materialelor sintetice n industria de automobile.

n viitor, se apreciaz c materialele de sintez vor asigura obinerea unor piese cu proprieti mecanice, fizice, chimice i electrice superioare (densitate redus, barier impermeabil, porozitate selectiv, retenie, degradabilitate, bio-compatibilitate, caracteristici piezo-electrice, semi-conductibilitate, etc.), cu noi sisteme de transformare.

Utilizarea intensiv a plasticelor provoac unele probleme de civism (poluarea mediului). n acelai timp, riscul de incendiu i de fum este dependent de combustia polimerului.

Soluiile au fost gsite prin punerea la punct a strategiilor de recuperare a rebuturilor i deeurilor industriale, rezultate la transformarea polimerilor i a tehnicilor de reciclare mecanic, chimic i prin combustie a acestora.

Toate tratatele tiinifice structureaz, obligatoriu, un volum considerabil de informaii i rezultate ale cercetrii i colaborrii dintre firme, institute de cercetri i specialiti. n acest sens, lucrarea Materiale compozite Plastomeri, elastomeri i adezivi, redactat ntr-o expresie pedagogic original reprezint rezultatul unor teorii, date i cunotine coninute n comunicri prezentate la congrese tiinifice de specialitate i al cercetrilor desfurate de autori n laboratoarele I.U.T. Paul Sabatier din Toulouse.

Studiul, documentarea i redactarea lucrrii au fost posibile datorit burselor puse la dispoziie autorilor ei prin proiectele TEMPUS, ERASMUS i DAAD. Celor dou organizaii care le-au acordat (Comisia Economic European i Ministerului de Externe al Republicii Federale Germania) precum i celor care au fost alturi de noi (studeni i cadre didactice din Universitatea TRANSILVANIA, Fachhochschule Konstanz i I.U.T. Paul Sabatier), pe durata elaborrii acestui tratat, le mulumim.

Braov, aprilie 1999 Autorii

INTRODUCERE3

TOC \o "1-3" 1 Materiale plasticeError! Bookmark not defined.

1.1. Consideraii generaleError! Bookmark not defined.

1.2. Clasificarea plasticelorError! Bookmark not defined.

1.2.1. Clasificarea dup criterii tehnico-economiceError! Bookmark not defined.

1.2.2. Clasificarea dup natura chimicError! Bookmark not defined.

1.2.3. Alte moduri de clasificareError! Bookmark not defined.

1.3. Producerea polimerilorError! Bookmark not defined.

1.3.1. Procedee de obinereError! Bookmark not defined.

1.3.2. Structuri moleculareError! Bookmark not defined.

1.3.3. Clasificarea din punct de vedere al reversibilitii transformrilorError! Bookmark not defined.

1.3.4. AditiviError! Bookmark not defined.

1.3.5. ConcluziiError! Bookmark not defined.

1.4. Proprietile generale ale polimerilor i domeniile de utilizareError! Bookmark not defined.

1.5. Caracteristicile fizice ale materialelor plasticeError! Bookmark not defined.

1.5.1. Proprieti generaleError! Bookmark not defined.

1.5.2. Ecuaii fundamentale pentru mecanica materialelor plasticeError! Bookmark not defined.

1.5.3. Caracteristici staticeError! Bookmark not defined.

1.5.4. Caracteristici dinamiceError! Bookmark not defined.

1.5.5. Proprieti fizico-mecaniceError! Bookmark not defined.

1.5.6. Proprieti ale suprafeelor de contactError! Bookmark not defined.

1.5.7. Elemente care dezavantajeaz materialele plasticeError! Bookmark not defined.

TOC \o "1-3" 2 ElastomeriError! Bookmark not defined.

2.1. Consideraii generaleError! Bookmark not defined.

2.2.Principalele familii de elastomeriError! Bookmark not defined.

2.2.1. Cauciucul naturalError! Bookmark not defined.

2.2.2. Elastomeri sinteticiError! Bookmark not defined.

2.3. ncrcturi de ranforsare i materialele de umpluturError! Bookmark not defined.

2.4. Prepararea amestecurilorError! Bookmark not defined.

2.5. Reticularea cauciuculuiError! Bookmark not defined.

2.6. Vulcanizarea cauciuculuiError! Bookmark not defined.

2.7. Caracteristicile elastomerilorError! Bookmark not defined.

2.7.1. ElasticitateaError! Bookmark not defined.

2.7.2. Comportamentul la variaiile de temperaturError! Bookmark not defined.

2.7.3. Rezistena la rupere i abraziune. Viteza de formare a fisurilorError! Bookmark not defined.

2.7.4. IncombustibilitateaError! Bookmark not defined.

2.7.5. Proprietile electriceError! Bookmark not defined.

2.7.6. Rezistena la aciunea produselor chimice i a uleiurilorError! Bookmark not defined.

2.7.7. Adeziunea la substraturiError! Bookmark not defined.

2.7.8. Permeabilitatea la gazError! Bookmark not defined.

2.7.9. Proprieti de curgereError! Bookmark not defined.

2.7.10. Proprieti de amortizareError! Bookmark not defined.

TOC \o "1-3" 3 Procedee de fabricare a pieselor din materiale plastice i elastomeriError! Bookmark not defined.

3.1. Consideraii generaleError! Bookmark not defined.

3.2. Tehnologia prelucrrii materialelor plastice prin injecieError! Bookmark not defined.

3.2.1. Injecia redus (ITA)Error! Bookmark not defined.

3.2.2. Injecia de piese caveError! Bookmark not defined.

3.2.3. Injecia a dou componenteError! Bookmark not defined.

3.2.4. Injecia cu smbure fuzibilError! Bookmark not defined.

3.2.5. Injecia pe metalError! Bookmark not defined.

3.2.6. Injecia cu decorarea n matriError! Bookmark not defined.

3.3. Tehnologia prelucrrii materialelor plastice prin comprimare i transferError! Bookmark not defined.

3.4. Tehnologia formrii prin extrudareError! Bookmark not defined.

3.4.1. Extrudarea firelorError! Bookmark not defined.

3.4.2. Extrudarea cu filier inelarError! Bookmark not defined.

3.5. Tehnologia realizrii corpurilor goale nchiseError! Bookmark not defined.

3.5.1. SuflareaError! Bookmark not defined.

3.5.2. RotomulareaError! Bookmark not defined.

3.6. TermoformareaError! Bookmark not defined.

3.6.1. Termoformarea peliculelorError! Bookmark not defined.

3.6.2. Ambutisarea i tanarea pieselorError! Bookmark not defined.

3.6.3. Termoformarea prin procedee combinateError! Bookmark not defined.

3.7. Tehnologia prelucrrii materialelor plastice prin calandrareError! Bookmark not defined.

3.7.1. Tehnologia prelucrrii amestecurilor fluide de polimeri (enducia)Error! Bookmark not defined.

3.7.2. Presarea ntre platouri nclziteError! Bookmark not defined.

3.8. Tehnologia realizrii produselor alveolareError! Bookmark not defined.

3.8.1. Spume din polistireni expandaiError! Bookmark not defined.

3.8.2. Spume poliuretaniceError! Bookmark not defined.

3.8.3. Mularea prin reacie (RIM Reaction Injection Moulding)Error! Bookmark not defined.

3.8.4. Procedee pentru alte tipuri de spumeError! Bookmark not defined.

3.9. Tehnologii de prelucrare a materialelor termorigide armateError! Bookmark not defined.

3.9.1. Formarea prin contactError! Bookmark not defined.

3.9.2. Formarea prin pulverizareError! Bookmark not defined.

3.9.3. Formarea prin nfurareError! Bookmark not defined.

3.9.4. Formarea prin injecia termorigidelorError! Bookmark not defined.

3.10. Tehnici de finisareError! Bookmark not defined.

3.10.1. Tehnicile pudrelorError! Bookmark not defined.

3.10.2. Decorarea suprafeelorError! Bookmark not defined.

3.10.3. ImpresionareaError! Bookmark not defined.

TOC \o "1-3" 4 AdeziviError! Bookmark not defined.

4.1. Teoria adeziuniiError! Bookmark not defined.

4.2. Tehnologia lipiriiError! Bookmark not defined.

4.2.1. Tratamentele suprafeelorError! Bookmark not defined.

4.2.2. LipireaError! Bookmark not defined.

4.3. Caracteristicile adezivilorError! Bookmark not defined.

4.3.1. MasticulError! Bookmark not defined.

4.3.2. Adezivi epoxiError! Bookmark not defined.

4.3.3. Adezivi siliconiciError! Bookmark not defined.

4.3.4. Adezivi poliuretaniciError! Bookmark not defined.

4.3.5. Adezivi sub form de filmError! Bookmark not defined.

4.3.6. Brazura compozitError! Bookmark not defined.

4.4. Utilizarea adezivilorError! Bookmark not defined.

4.5. mbinri cu rini adezive anaerobeError! Bookmark not defined.

4.5.1. Rini anaerobe de fixareError! Bookmark not defined.

4.5.2. Rini anaerobe de blocareError! Bookmark not defined.

4.5.3. Rini anaerobe de etanareError! Bookmark not defined.

4.6. Adezivi pentru piesele din aluminiuError! Bookmark not defined.

4.6.1. Brazarea elementelor din aluminiuError! Bookmark not defined.

4.6.2. Evoluia procedeelor de brazareError! Bookmark not defined.

4.6.3. Pulberea de brazare NOCOLOKError! Bookmark not defined.

4.6.4. Procesul de brazareError! Bookmark not defined.

4.6.5. MetalurgieError! Bookmark not defined.

4.6.6. Procesul de producieError! Bookmark not defined.

Error! Bookmark not defined.BIBLIOGRAFIE

Error! Bookmark not defined.Anexe

Evoluia istoric a materialelor plastice i elastomerilorError! Bookmark not defined.

TOC \o "1-3" Monomeri i polimeri comuni derivai din acetiaError! Bookmark not defined.

TOC \o "1-3" Nomenclatura elastomerilorError! Bookmark not defined.

TOC \o "1-3" Principalele Norme Utilizate n Industria CauciuculuiError! Bookmark not defined.

TOC \o "1-3" Compararea scrilor de Duritate a MaterialelorError! Bookmark not defined.

TOC \o "1-3" Adezivi LoctiteError! Bookmark not defined.

1

7